◆摘? 要:近代物理實驗作為物理類相關(guān)專業(yè)的一門必修課程,在培養(yǎng)學(xué)生基本科學(xué)素養(yǎng)和自主創(chuàng)新能力方面發(fā)揮著重要作用。因此,對該課程進行進一步優(yōu)化和改革對培養(yǎng)創(chuàng)新型人才具有十分重要的意義。本文針對當(dāng)前近代物理實驗教學(xué)中存在的諸多問題,從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式等方面進行分析闡述,提出了一些改革建議,以期能提高教學(xué)效果、激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛能和創(chuàng)新思維。
◆關(guān)鍵詞:近代物理實驗;教學(xué)改革;創(chuàng)新人才
科技創(chuàng)新是提高社會生產(chǎn)力和綜合國力的戰(zhàn)略支撐,而人才培養(yǎng)是科技創(chuàng)新的前提。習(xí)近平總書記曾在科學(xué)家座談會上表示,要“加強創(chuàng)新人才教育培養(yǎng),人才是第一資源,國家科技創(chuàng)新力的根本源泉在于人”。教育培養(yǎng)創(chuàng)新人才,應(yīng)重點注意加強培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。而高等院校是專業(yè)人才與創(chuàng)新人才培養(yǎng)的搖籃,肩負著重要的人才培養(yǎng)任務(wù)?;趧?chuàng)新性人才的培養(yǎng)要求從單一的知識范式逐漸向創(chuàng)新型、應(yīng)用型的能力范式發(fā)展。近代物理實驗課程是物理學(xué)相關(guān)專業(yè)的一門綜合性極強,涉及近代物理實驗思想、理論和實驗技術(shù)的實驗課。該課程的學(xué)習(xí)不僅能幫助學(xué)生了解到近代物理理論產(chǎn)生、技術(shù)的發(fā)展進程,還能鍛煉學(xué)生對物理現(xiàn)象的分析歸納能力,教授學(xué)生必備的物理實驗技能,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和基本的科研素養(yǎng)。因此,近代物理實驗教學(xué)在培養(yǎng)創(chuàng)新型人才中扮演著十分重要的角色。這就要求教師在教學(xué)過程中,積極對實驗教學(xué)進行改革,提高教學(xué)效果。
一、近代物理實驗教學(xué)現(xiàn)狀
近代物理實驗不同于普通物理實驗,其涉及理論知識較深、儀器復(fù)雜、實驗難度高。近年來,眾多高校的近代物理實驗教學(xué)過程中逐漸暴露出一些問題:
1.課程內(nèi)容設(shè)置不合理:實驗教學(xué)內(nèi)容與專業(yè)基礎(chǔ)理論課銜接不當(dāng),部分理論課程滯后于實驗課,導(dǎo)致學(xué)生在知識上脫節(jié),無法深入理解實驗。
2.教學(xué)條件有限:部分實驗設(shè)備過于昂貴、實驗存在一定危險性,導(dǎo)致多人使用一臺,無法使所有同學(xué)都參與到實驗中。
3.考核方式單一:傳統(tǒng)考核重點關(guān)注實驗預(yù)習(xí)、實驗操作、實驗報告和期末考試,難以調(diào)動學(xué)生主動性、積極性,不利于激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新潛力。
4.實驗項目更新緩慢,與當(dāng)前前沿科技發(fā)展脫節(jié)嚴(yán)重。上述問題的普遍性導(dǎo)致近代物理實驗教學(xué)效果不理想,無法滿足對學(xué)生物理思維的豐富、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)要求。
二、近代物理實驗教學(xué)改革的幾個方面
針對上述提及的近代物理實驗教學(xué)現(xiàn)狀,結(jié)合筆者近幾年的教學(xué)實踐,將從以下幾個方面對該課程進行教學(xué)改革探討:
1.結(jié)合學(xué)校實際情況編訂實驗講義
實驗教材是學(xué)生了解實驗背景、內(nèi)容、原理、目的和流程的重要途徑。所以如何選擇適合的實驗教材和內(nèi)容是一個值得深入探討和研究的問題。筆者不建議在教學(xué)過程中采用市面上的教材作為主教材,而是要根據(jù)學(xué)院學(xué)科專業(yè)特色,結(jié)合學(xué)院科研平臺條件,編寫屬于自己的實驗講義。
2.加強與學(xué)科建設(shè)和科研方向的融合
在“雙一流”建設(shè)的時代背景下,需要加強科教育人。眾所周知,物理學(xué)相關(guān)專業(yè)往往與前沿科技緊密聯(lián)系,而每個學(xué)院也有自己的重點發(fā)展科研方向和重點學(xué)科建設(shè)點。因此,若近代物理實驗?zāi)芘c學(xué)科建設(shè)和科研方向相融合,將有助于推動學(xué)科建設(shè)、培養(yǎng)創(chuàng)新人才。在該實驗課程中,我們可以適當(dāng)安排一些半導(dǎo)體材料、能源相關(guān)的實驗。
3.發(fā)展虛擬仿真實驗室
虛擬仿真技術(shù)的逐漸成熟為實驗教學(xué)帶來了新的教學(xué)模式,正在成為實驗教學(xué)的重要組成部分。但值得注意的是,虛擬仿真實驗并不能完全用于代替真實實驗,它們之間應(yīng)當(dāng)是相互補充的關(guān)系。因此,在教學(xué)過程中適當(dāng)運用虛擬仿真技術(shù)將有助于解決一些難以開展的近代物理實驗。
4改進課程考核評價方式
合理的考核方式對提高教學(xué)效果、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力至關(guān)重要。實驗課程的傳統(tǒng)評價方式涉及形成性評價和終結(jié)型評價。結(jié)合筆者的教學(xué)體驗,可以進一步優(yōu)化終結(jié)性評價方式:通過學(xué)生自擬或者老師擬定研究創(chuàng)新型題目,分組開展實驗,以論文的形式提交,以ppt匯報方式介紹整個實驗,最后以學(xué)生和老師共同打分作為期末考核分?jǐn)?shù)。采用多維度的考核方式將更有利于發(fā)揮學(xué)生的積極主動性,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛力,培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作意識。
三、結(jié)束語
本文針對當(dāng)前近代物理實驗教學(xué)過程中存在的問題進行總結(jié)和分析,提出了幾點改革措施。從編訂實驗講義、科研教學(xué)相融合、發(fā)展虛擬仿真實驗室和改革考核評價方式出發(fā),改善教學(xué)質(zhì)量,充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)主動性和積極性,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。今后,我們將進一步探索實驗教學(xué)模式,為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才而努力。
參考文獻
[1]潮洛蒙,劉佳.新形勢下近代物理實驗教學(xué)改革探討[J].科技視界,2021(05):25-26.
[2]王忠輝,陳慧,張琦弦,李艷紅,戴紅.“雙一流”建設(shè)背景下實驗教學(xué)改革的探索[J].實驗室科學(xué),2020,23(04):150-152+157.
[3]彭勇宜,李宏建,郭光華.基于學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的近代物理實驗教學(xué)改革研究[J].創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)教育,2016,7(01):122-125.
[4]鄭凱.近代物理實驗教學(xué)改革若干思考[J].高教學(xué)刊,2016(20):147-148.
[5]袁慧敏,王文靜,楊在發(fā),步紅霞,范繼輝.基于能力范式的近代物理實驗教學(xué)改革[J].齊魯師范學(xué)院學(xué)報,2020,35(05):45-50.
[6]劉海霞,蓋磊,趙培剛.創(chuàng)新性近代物理實驗教學(xué)探索與實踐[J].物理通報,2019(10):82-85+91.
作者簡介
張紅(1990.12-)、男、漢族、重慶人、重慶師范大學(xué)、講師、博士、研究方向:寬禁帶半導(dǎo)體材料。